教科版科学五年级下册第三单元教学设计.docx
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教科版科学五年级下册第三单元教学设计
教科版科学五年级下册第三单元教学设计
（二）（5--8课）
3．5机械摆钟
【教学内容】
本课是第三单元的第5课，主要研究同一个单摆，每摆动一次所需要的时间是相同的，动手制作一个单摆。
观察和测量在相同时间内摆动的次数。
理解重复实验的意义。
【教学目标】
科学概念
同一个单摆，每摆动一次所需要的时间是相同的，根据单摆的等时性，人们制成了摆钟，使时间的计量误差更小。
过程与方法
1．重复观察和测量摆钟每分钟的摆动次数。
2．动手制作一个单摆。
3．观察和测量在相同时间内摆动的次数。
情感态度价值观
1．理解重复实验的意义。
2．发展对计时工具研究的兴趣。
【养成教育训练点】1．培养学生的动手实践操作能力。
2．培养学生认真细致的观察习惯。
3．培养学生对计时工具研究的兴趣。
【教学重点】动手制作一个单摆并观察和测量单摆在相同时间内摆动的次数。
【教学难点】相同时间间隔内摆摆动次数实验方法的正确理解和操作；通过观测理解摆的等时性。
【教学准备】
教师：
大摆钟，数据汇总表，课件
学生：
螺帽一个，摆绳一根，铁架台一个，记录单，秒表
【教法学法】实验法
【教学过程】
一、教学引入
1．前几节课我们认识了哪几种古老的计时方法？
（太阳钟、水钟等。
）还有很多类似的计时方法，如：
一柱香、一个沙漏等等。
虽然像日晷、水钟以及燃油灯钟、沙漏等一些简易的时钟，可是只能知道大概的时间，所以聪明的古人并没有停止过思考，他们在不断创造，终于发明了一种更精确的计时工具——机械摆钟（课件）， 摆钟的出现大大提高了时钟的精确度。
（板书课题：
机械摆钟）
2．以摆作为振动系统的钟称为摆钟。
通常都有报时功能，所以又称为自鸣钟。
1582～1583年，意大利物理学家和天文学家伽利略发现了摆的等时性。
1656～1657年，荷兰物理学家和天文学家惠更斯利用摆的等时性原理发明了摆钟。
后经不断改进，沿用至今。
请同学们快速阅读课本P68资料库中《教堂里的“摆”》，简要说明伽利略是怎样发现摆的规律的？
二、观察钟摆
1．师出示摆钟
摆钟计时为什么可以这么精确呢？
我们来观察一下吧。
（出示机械摆钟）
2．观察并思考：
摆钟是怎样来计算时间的？
小组内可以轻声交流一下。
学生猜测：
摆1次大概1 秒钟吧。
钟摆就是摆钟的秒针吧？
……
师：
（介绍）我们一起来看看庐山真面目，上面是一个钟面，下面是一个钟摆。
请你仔细观察钟摆，有什么发现？
（摆一直不停地在运动；摆的下端是圆圆的，上面比较细）
师：
你真会观察！
这个圆圆的我们称它为“摆锤”，上面细的部分成为“摆绳”。
（认识摆的组成：
摆绳、摆锤）
师：
这个摆跟时间有什么关系吗？
（一秒钟摆一次）
3．师：
你觉得这个摆一分钟能摆多少次？
学生猜测。
4．怎么知道我们的猜测对不对呢？
我们来一起数一下，老师也计时，你们默数哦。
开始——停。
几次啊
（学生回答后，请他说说是怎么数的，怎样算一次；再请一个同学：
你来说说看？
）
一般人们把左右来回算一次，也就是从左边开始到右边再到左边算一次。
老师刚才看到有同学在用手指帮忙，（师演示）现在我们再来试一次，看看摆1分钟到底摆几次？
老师计时，学生数。
几次啊？
（60次）科学家在研究的时候总是喜欢通过重复实验让自己的发现更有说服力，我们也再来做一次，好吗？
老师计时，学生数。
几次？
（60次）
5．谁来说说你有什么发现啊？
（预设：
每次摆摆动的次数都是相同的，都是60次。
）
是啊，同一个摆，每分钟摆动的次数一样。
这个摆钟的摆每分钟摆动60次，也就是一秒钟正好摆动1次。
现在你知道为什么摆钟不用秒针了吧？
钟摆也叫秒摆。
三、观察老师的摆
1．老师也做了一个摆，把线的一端系在螺帽上，另一端系在铁架台上，这样就做成了一个简单的摆。
这个摆每分钟也会摆动60次吗？
我们来测一下。
测的时候要注意：
①摆线自然拉直，听到口令后轻轻放开，千万不能推一把；②摆的角度不能太小，也不能太大（别超过90度）。
我请一个同学来帮忙计时，其余同学自己在心里默数。
我们发现这个摆一分钟摆了（）次，说明不是每一个摆都是一秒钟摆一次的。
2．同学们，为了准确，我们再测一次，这次在数的过程中要求仔细观察一下摆在摆动的时候有什么变化吗？
（预设：
摆动的幅度越来越小了，摆的方向偏了，摆的速度越来越慢了。
）
同学们发现的真不少，是不是在摆动过程中，摆真得摆得越来越慢了呢？
你有什么好方法进行研究呢？
”
3．学生设计方案。
4．同学们的方法到底行不行呢?
我们还是做实验来检测吧！
四、观察我们的摆
1．刚才，我们只观察了两个摆，还不能下结论，我们自己来制作一个单摆试试看。
2．学生根据铁架台、棉线、镙帽，自制一个摆。
3．实验时有什么需要注意的吗？
课件温馨提示：
①这个实验的时间把握很难，一定要集中注意力。
②如何记时和分工比较好？
组内讨论好之后来领器材。
③实验完成之后把数据拿上来汇总。
4．学生实验，教师巡视，同时在投影仪下的记录单上填写。
A--学生的记录单
摆动次数的现象记录 第（ ）小组
0-10秒
10-20秒
20-30秒
摆动次数（第一次）
摆动次数（第二次）
摆动次数（第三次）
平均摆动次数
我们小组的发现：
同一个摆在自由摆动过程中，相同的时间内摆动的次数（会变或不变。
）
B--汇总的记录表
摆动次数的数据汇总表
组别
1
2
3
4
5
6
7
8
0-1秒的摆动次数
10-2秒的摆动次数
20-3秒的摆动次数
5．汇报交流：
说说你的发现，纵向看，你们小组有什么发现？
（我们的摆在每个10秒里摆动的次数基本上一样。
是啊，这就是单摆的等时性。
伽利略是第一个发现单摆具有等时性特点的科学家。
人们根据单摆具有等时性的特点，于是就制成了摆钟，这样使时间的计量误差更小了。
比起太阳钟、水钟等计时工具，摆钟的计时就更加精确了。
）
横着看呢？
你又有什么发现？
（不同的摆，每10秒中内摆动的次数并不相同。
）
五、拓展
不同的摆在相同的时间内的摆动次数是不一样的，那么，到底是什么因素影响摆的快慢呢？
下节课我们一起再来研究这个问题。
（如果有时间的话也可以让学生试着分析一下。
）
【板书设计】
5．机械摆钟
钟面
摆 摆锤
摆绳
同一个摆钟的摆，相同时间里摆动的次数相同
【教学反思】今天是学生第一次接触摆。
在课前先由前面的太阳光影计时、滴水计时等计时方式来引入。
教材中有两个实验，一是单摆在1分钟的时间里摆动几次。
在实验前，首先告诉孩子们，怎么来数摆的次数。
这个细节，不是啰嗦，而是一个很重要的，会影响实验速度和数据准确性的重要因素。
事实证明，在后面的数次数上没有出现问题。
第二个实验是每10秒钟为一个时间段，数出每个时间段的摆动次数。
这个实验可不那么容易操作。
需要计时的和数次数的同学通力合作，对同伴之间的合作的默契要求比较高。
对于连续计数学生还不是太明白，所以我先让他们交流得出了这个实验中需要注意的地方：
计时的要及时地告知每个时间段的分界点，比如“开始”、“10秒”、“20秒”等。
其他组员合理分工，对各时间段的计数做到各负其责。
最重要的是，每个成员要恪守职责，做好自己分内的工作。
这样会使实验效率得到提高。
3．6摆的研究
【教学内容】
本课是第三单元的第6课，主要研究摆动快慢与哪些因素有关。
通过实验、分析
得出结论。
认识到在实验中细心观察发现新的问题是很重要的。
产生对新问题有继续研究的欲望。
【教学目标】
科学概念
摆的摆动快慢与摆绳的长度有关。
同一个摆，摆绳越长摆动越慢，摆绳越短摆动越快。
过程与方法
1．推测摆的摆动快慢与什么有关。
2．进行改变摆的摆锤、摆的摆长对摆的次数是否产生影响的实验研究。
3．对实验的结果进行分析，并且根据分析进行预测。
情感态度价值观
1．初步意识到精确测量结果的得到是需要反复测量的。
2．认识到在实验中细心观察发现新的问题是很重要的。
3．对新问题有继续研究的欲望。
【养成教育训练点】1．培养学生认真观察的习惯。
２．培养学生分析数据的能力。
【教学重点】
经历推测摆的快慢与哪些因素有关，并依次展开实验研究，得到实验结果的过程。
【教学难点】
摆的摆动快慢与摆绳的长度有关。
同一个摆，摆绳越长摆动越慢，摆绳越短摆动越快。
【教学准备】
铁架台、记时器（手表）、线若干、钩码、记录表格、教学课件
【教法学法】实验法
【教学过程】
一、创设情景引出问题
1．出示摆钟，问：
看看老师今天给大家带什么来？
谁知道摆钟主要是靠什么来工作的？
２．制作并认识摆。
像摆钟里的这个物件叫做“摆”。
演示：
想研究摆，要先做个摆。
像老师这样，在一根细线的一端挂一个重物，把细线的另一端固定在铁架台上，让他能够自由摆动，这样一个简单的摆就做好了。
（板书：
摆的简单示意图）
揭题：
今天这节课，我们就一起来研究摆。
（板书：
摆的研究）
认识摆线和摆锤：
提问：
请同学们仔细观察一下并思考摆由几部分组成？
小结：
在科学课上，我们把挂在下面的重物叫做摆锤，把细线叫做摆线。
（板书：
摆锤、摆线）
学生制作摆：
老师给你们准备的材料中有长短不一的细线，还有轻重不一的螺母，你们能根据自己的喜好选择材料作为摆线和摆锤象老师刚才一样来制作一个摆吗？
数摆动次数：
摆做好了，把它摆动起来，看看在规定时间内它能摆动几次。
老师想问一下你是怎么数的？
交流中注意解决正确数摆动次数的问题：
摆锤摆出再摆回到原位叫做摆摆动一次，把摆动时的幅度叫做摆幅。
３．提出问题。
A．师：
现在让我们来数数各组做的摆15秒钟内能摆动多少次。
B．汇报交流。
C．提问：
根据各小组交流的情况分析一下得到的数据，你们能发现什么问题吗？
D．提出问题：
15秒钟摆能摆动的次数不同说明了什么？
请你们观察附近小组的摆，找一找摆的快慢不一样，可能与什么因素有关系。
二、假设并制定探究方案
１．学生思考，并作出假设，教师根据学生的回答主要归纳为以下三个方面：
a。
摆线的长短，b。
摆锤重量，c。
摆角大小。
（板书）
２．设计实验，验证假设。
讨论：
假设需要用实验来证明，你们小组哪一种情况可能与摆的快慢有关，就先择其中的一种情况设计实验，先商量一下你们打算怎么来证明，实验要什么材料，怎么做？
３.三种类型各选择一个小组汇报实验设计方案。
（汇报过程中由学生来点评实验方案是否科学，能不能得出实验结论，教师根据情况作出适当指导。
重点是怎么控制变量。
）
三、实验验证得出结论
１．学生根据实验方案进行实验操作并记录。
２．汇报实验结果，展示并分析数据。
３．思考与讨论:
比较三次实验的数据，看看哪种摆摆动得慢，哪种摆摆动得快？
摆摆动的快慢究竟与什么因素有关系？
４．学生总结：
摆动的快慢与摆锤重量、摆动幅度没有关系，与摆绳长短有关系，摆绳越长摆动越慢，摆绳越短摆动越快。
（板书：
无关、有关、无关，越长越慢、越短越快）
四、应用
１．出示一只挂钟，这只挂钟走得慢了，你有什么办法让它走得准呢？
你又是根据什么科学原理来调整这只钟的？
２．学生讨论、汇报。
五、总结交流
摆的快慢与摆捶的重量有关系吗？
【板书设计】
6.摆的研究
摆的快慢与摆锤重量无关
摆线长短有关
【教学反思】《摆的研究》一课用“控制变量”的方法来设计实验是教学的重点。
在研究摆锤重量是否影响摆动速度的实验上，我先让学生分组讨论实验方法，实验中要控制哪些条件相同，改变哪个条件。
因为学生在前面的学习中，已经接触过对比实验。
在汇报时，学生基本上都能说出要改变摆锤的重量，但是控制哪些条件相同，学生一下子不能说齐，我让其他的小组进行补充。
最后教师整合各组的观点，完善实验的方案。
在设计摆绳的长度是否会影响摆锤的速度时，由于有了前面充分的讨论，因此就顺得多了，花的时间也比较的短。
3．7做一个摆钟
【教学内容】
本课是第三单元的第7课，主要是制作摆钟，调整摆长，做一个30秒摆30次的摆。
认识到仔细观察，善于思考，准确测量，积极动手的重要性。
【教学目标】
科学概念
1．摆的摆动快慢与摆长有关。
2．同一个摆，摆长越长摆动越慢，摆长越短摆动越快。
过程与方法
1．通过相同的绳长，摆锤重心高低不同的放法研究摆长的定义。
2．用比较的方法研究钟摆的摆动快慢。
3．对比摆长不同会影响摆的快慢，调整摆长，做一个30秒摆30次的摆。
情感、态度、价值观：
1．认识到仔细观察，善于思考，准确测量，积极动手的重要性。
2．小组分工明确，乐于合作、交流和讨论。
【养成教育训练点】1.培养学生认真观察的习惯。
2.培养学生对新问题的探究兴趣。
【教学重点】
摆长是固定点到摆的重心的距离。
摆长越长摆动越慢，摆长越短摆动越快。
【教学难点】
一个摆重心的高低影响摆动快慢。
【教学准备】
每个小组一个铁架台、一根宽1厘米长13厘米的钢条、棉线距离顶端长14厘米、两个钩码、一个小挂钩、一个计时器、记录纸一张。
【教法学法】实验法观察法
【教学过程】
一、导入
复习：
上节课我们研究了摆的快慢与哪些因素有关，与哪些因素无关？
揭示板书：
摆绳长短有关
二、研究摆长与摆速的关系
1．教师出示钢条做摆锤的摆，问：
在这个摆中摆锤是什么？
教师演示钢条做摆锤摆的实验，全体师生测出摆的次数。
2．在钢条不同位置上挂钩码增加重量，学生猜测摆的速度并细说理由。
如果老师在钢条上增加摆锤的重量（挂钩码）这时摆锤是什么？
摆摆动的速度会变化吗？
如果在不同位置增加摆锤的重量，摆摆动的速度会变化吗？
3．设计实验，验证预测：
测出钩码挂在不同位置时，20秒内摆动的次数，重复做三次。
要求改变钩码的位子，先把钩码挂在1格处（钩码加在最下端的摆）做三次实验；再把钩码挂在第9格处（从下往上数第9格）做三次实验。
小组讨论说说实验中要注意的问题：
A．摆幅不要太大，摆锤容易碰到铁架台。
B．小组各同学要分工合作，配合到位，特别是计时员和实验员。
C．摆锤在摆动的过程中，铁架台容易晃动，要有同学按住铁架台。
D．实验完毕后小组长马上把数据汇报给老师，其他同学分析数据，讨论结论……
4．学生分组合作实验，教师巡视，完成的小组组长填写实验数据。
5．交流、分析实验数据
学生发现：
钩码在最低处，摆动次数少，速度慢；钩码越往上，摆动次数越多，速度快。
为什么钩码挂在不同的位置，摆动的速度就不一样呢？
而且越往高越快呢？
（预设：
摆锤的重心发生了改变、摆绳的长短发生了变化）
小结：
摆长是摆锤比较重的部位到固定点的距离。
摆长越长，摆的越慢；摆长越短，摆的越快。
三、制作一个一定时间内摆动一定次数的摆
1．提出制作要求
你能根据实验数据推测做一个20秒摆20下的钟摆，这个钩码应该挂在什么位置比较恰当？
学生说说制作方法并说理由。
2．小组合作做一个钟摆
3．交流反馈，展示钟摆。
4．小结：
要制作一个准确的钟摆，必须不断地调整摆锤的位置（调整摆长）
摆长越长，摆得越慢；摆长越短，摆得越快。
四、拓展延伸
1．教师出示一个摆做演示实验，全体师生测出摆不同挂法的次数
学生发现：
同一个摆，前后两次不同挂法，摆动的次数却不同。
2．学生猜测影响摆摆动快慢的原因
3．教师打开纸盒，揭示原因
重心位置不同，摆长不同，影响了摆的摆动速度。
摆长越长，摆得越慢；摆长越短，摆得越快。
【板书设计】
7.做一个钟摆
摆锤重量 无关
长 慢
摆的快慢 摆绳长度 有关
短 快
【教学反思】《做一个钟摆》是通过进一步研究，让学生明确真正影响摆速的是摆的摆长（摆锤重心到固定点的距离），而不单单是绳子的长度，绳长只不过是摆长的一部分。
所以这一课我们应该把重点放在研究摆长和摆速的关系上。
通过实验发现摆长与摆速的关系，摆长越长，摆的速度越慢，摆长越短，摆的速度越快。
整堂课一系列教学活动的设计，都围绕研究摆长开展。
3．8制作一个一分钟计时器
【教学内容】
本课是第三单元第8课，主要是观察摆钟内部的构造，制作一个计时一分钟的简易摆钟。
体验研究计时工具带来的乐趣，认识到科学必须与技术结合才能更好地发挥作用。
【教学目标】
科学概念
机械摆钟是摆锤与齿轮操纵器联合工作的。
过程与方法
1．观察摆钟内部的构造
2．制作一个计时一分钟的简易摆钟
情感态度价值观
1．体验研究计时工具带来的乐趣，认识到科学必须与技术结合才能更好地发挥作用。
2．认识人类研究和发展计时器的伟大历程，感受人类在计时技术上坚持不懈地追求进步。
【养成教育训练点】1．培养学生研究的兴趣。
2．培养学生的动手操作能力。
【教学重点】认识机械摆钟的基础工作原理，并小组制作一个计时一分钟的简易摆钟。
【教学难点】制作一个计时一分钟的简易摆钟。
【教学准备】
教师：
机械摆钟部件、自制一分钟简易摆钟成品、课件。
小组：
一分钟简易摆钟组件套装。
【教法学法】观察法实验法
【教学过程】
一、引入
1．通过近几节课的学习，我们已经知道了摆具有等时性，我们还知道了通过控制摆长，可以控制摆的快慢。
那么摆钟又是怎样把摆的这个特性应用进去，制造出摆钟的呢？
2．设计时钟的要诀在于让指针以一定的快慢移动，几世纪以来的时钟都是利用摆锤控制与齿轮相连的指针运转的。
摆钟的摆锤是怎样带动指针一直以相同的快慢移动的？
二、观察摆钟齿轮操纵器
1．带着上面的问题，自学课本P64——65内容。
2．交流自学成果。
3．师指出摆钟的几个重要部件：
摆锤、垂体、齿轮操纵器、齿轮。
并结合插图引导学生发现这些部件在摆钟工作时是怎样运动的？
4．要求学生进行描述。
小组内描述到独立描述。
5．播放收集到的相关录象资料，加深学生理解。
三、制作一个一分钟计时器
1．看了摆钟的内部结构，知道了摆钟的工作原理后，我们也来做个简易摆钟吧。
揭题：
制作一个一分钟计时器
2．我们需要哪些部件？
齿轮的齿数取多少个合适呢？
要让这些部件灵活谐调地运作起来，在制作过程中要注意些什么呢？
3．怎么样让人一看就知道时间呢？
看来我们还得给这个一分钟计时器装上指针和刻度。
4．用自带卡纸等其他材料进行仿制。
5．摆钟的计时已经精确到了秒，它是人类计时器发展史上伟大的突破，但是随着人们对时间精确度要求越来越高，需要更精确的计时器。
让我们接着看看计时器的发展历程。
【板书设计】
8.制做一个一分钟计时器
摆钟的主要部件：
摆锤、垂体、齿轮操纵器、齿轮
每分钟摆动30次时钟走60秒
【教学反思】在《制做一个一分钟计时器》这节课中，我让学生通过调节摆长，并对自己制作的摆钟一分钟摆动的次数进行测量，直至精确，从而体验研究计时工具带来的乐趣。
由于摆具有等时性，长期以来人们用它来制作钟表。
但是要使摆钟能精确计时，还必须利用机械技术。
组织学生观察摆钟的内部结构，了解摆钟是怎样利用齿轮操纵器完成计时工作的，这对学生的学习是很有利的。
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